Perché non possiamo costruire un’astronave che viaggi alla velocità della luce….

Come sappiamo le distanze anche soltanto nella nostra galassia sono immense e tra stella e stella c’è uno sterminato spazio vuoto e desolato. Queste distanze sono tra i problemi maggiori di una vera esplorazione umana dello spazio. Soltanto per affrontare viaggi con distanze relativamente brevi avremmo bisogno di viaggiare alla velocità della luce o ad una velocità prossima al limite dei 300.000 km al secondo.

Questo però non è possibile per alcun oggetto realizzabile dalla nostra civiltà, vediamo perché. La ragione affonda nella teoria della relatività speciale o ristretta di Einstein ed è compendiata nella famosa equazione E=mc2. Con questa equazione possiamo calcolare quanta energia verrebbe prodotta se, diciamo, una piccola quantità di materia fosse convertita in pura radiazione elettromagnetica. Dato che la velocità della luce è un numero molto grande, la risposta è: tantissima.

L’equazione però ci dice anche che se l’energia di un oggetto aumenta, aumenta anche la sua massa, ossia la sua resistenza all’accelerazione (o variazione di velocità). L’energia cinetica è quella forma di energia necessaria per far muovere un oggetto. L’energia cinetica posseduta da un oggetto in movimento è pari all’energia che dovete impiegare per far sì che questo oggetto si muova. Pertanto, quanto più è alta la velocità di un corpo, tanto maggiore sarà l’energia cinetica che esso possiede.

Sulla base dell’equazione E=mc2 sappiamo che l’energia cinetica andrà ad aggiungersi alla massa dell’oggetto in movimento e di conseguenza, quanto più un oggetto si muove velocemente, tanto più la sua massa risulterà accresciuta e tanto più sarà difficile incrementare la sua velocità.

Questo effetto diventa rilevante soltanto con velocità prossime a quella della luce. Un oggetto che viaggi al 90% della velocità della luce vedrà la sua massa aumentare più del doppio. Man mano che un oggetto si avvicina alla velocità della luce, la sua massa cresce sempre più rapidamente, così che per aumentare ulteriormente la sua velocità occorre una quantità di energia via via maggiore. Stando alla teoria della relatività, un oggetto non può quindi mai raggiungere la velocità della luce, poiché in tal caso la sua massa diventerebbe infinita e pertanto, in forza dell’equivalenza tra massa ed energia, per fargli raggiungere tale velocità si dovrebbe impiegare una quantità infinita di energia.

Ergo qualunque corpo dotato di una massa è destinato a non poter raggiungere quella velocità che per gli spazi siderali sterminati del nostro universo rappresenterebbe comunque una tranquilla velocità di crociera.